JP4269523B2 - エンジン制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用内燃機関（エンジン）の制御装置に係り、特に運転中のエンジンを駆動の必要がない時には自動的に停止させることができる一方、駆動の必要が生じた時にはエンジンを自動的に再始動させることができる、車両用エンジン制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンを走行用の動力源とする車両において、運転者がアクセルペダルを踏んでいないために車速が徐々に低下しつつある減速時に、自動変速伝動装置のトルクコンバータに設けられたロックアップクラッチを係合させることにより、エンジンのクランク軸と自動変速伝動装置の変速機を直結すると共に、エンジンに対する燃料の供給を停止することによって燃料消費の節約を図るものは、例えば、特開昭５８−１６６１６５号公報に記載されているように、従来から公知である。従来のものにおいては、このような燃料カットの状態でエンジンの回転数がアイドル回転数よりも高い所定値まで低下したときに、エンジンストールを防止するために、ロックアップクラッチを解放すると共に燃料の供給を再開するように作動させるのが通例である。
【０００３】
このような従来技術よりも更に燃料の消費を低減させるためには、運転者の再加速操作が行われない限り燃料供給の再開を禁止する一方、再加速時には自動始動装置によってエンジンを再始動し、燃料を消費するアイドル回転をできるだけ行わないようにすればよい。この考え方に近いものとして、特開平１１−２５７１１５号公報に記載されているエンジンの停止制御装置においては、車両の減速時において燃料の供給を停止した後に、運転者によるブレーキ操作が行われている間は燃料の供給再開を禁止して燃料を節約する方法をとっている。
【０００４】
しかしながら、このような方法をとった場合には、例えば低車速時に前方の他の車両との間に安全な車間距離をとるためにブレーキを軽く踏んだだけでもエンジンが停止してしまうので、その後で再びアクセルペダルを踏み込んで定常走行に移ろうとすると、停止したエンジンを始動するために始動装置が作動することになる。このように、ブレーキを軽く踏んだ後にアクセルペダルを踏み込むたびに、運転者の意思に反した無駄なエンジン停止と始動装置による再始動が繰り返されるので、運転者を含めた車両の乗員にとって甚だ煩わしくて乗り心地が悪くなるばかりでなく、再始動時に発生する振動、騒音や、始動用モーターの電力消費量等も無視できない程度のものとなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来技術における前述のような問題に対処して、ブレーキを軽く踏み込んだ場合にはエンジンを停止させることがなく、無用なエンジン停止と再始動が頻繁に繰り返されるのを抑えて、優れた運転フィーリングをもたらすことができる反面、燃料の浪費を避けることができるエンジン制御装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記の課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の請求項１に記載されたエンジン制御装置を提供する。
【０００７】
請求項１のエンジン制御装置は、エンジンのクランク軸と駆動輪との間の伝動状態を電子的な制御手段によって少なくとも直結状態に制御することができるような構成の自動変速伝動装置に用いられるエンジン制御装置であって、燃料供給制御手段、伝動装置制御手段、ブレーキ踏み込み量検出手段、ブレーキ踏み込み量判断手段、アクセル踏み込み量検出手段、減速状態検出手段及び電子式エンジン自動停止再始動制御手段とを備えていて、運転者のアクセルペダル踏み込み量が０となり、車速が低下する減速状態になったときに、燃料カットと燃料復帰禁止指令をだし、このとき、自動変速伝動装置のエンジンのクランク軸と駆動輪との間の伝動状態を直結状態として、燃料の供給をカットされてトルクを発生しなくなったエンジンのクランク軸が駆動輪及び車軸によって逆に駆動されて回転を続けるようにすると共に、このような状況において、ブレーキの踏み込み量が所定値以上になったらエンジンを停止させるようにしたものである。即ち、基本的に、減速状態検出手段によって車両の減速状態が検出されていることと、ブレーキ踏み込み量判断手段によってブレーキの踏み込み量が所定値よりも大きいと判断されている時は、運転者（自動操縦装置を含む）が車両を停車させようとしていると予測されるので、実際に操作が行われる前に、自動的にエンジンを停止させる。これと反対に、減速状態が検出されていても、ブレーキの踏み込み量が所定値よりも小さい時には、運転者が車両を再加速させようとしていると予測されるので、エンジンを自動停止させないで再加速に備える。
【０００８】
これによって、燃料の浪費を避けながらもエンジンの自動的な停止及び再始動の回数が大幅に減少するので、運転フィーリングが良くなり、前述の従来技術のように、運転者が再加速の前にブレーキを軽く踏んだだけでエンジンが停止するとか、エンジン停止及び再始動が頻繁に繰り返されて煩わしいというような問題を解消することができる。
【０００９】
請求項２のエンジン制御装置は、自動変速伝動装置のエンジンのクランク軸と駆動輪との間の伝動状態の直結状態が、自動変速伝動装置のトルクコンバータに設けられたロックアップクラッチを係合することによって直結させることであることを規定したものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の第１実施例として、エンジン制御装置を備えている車両の、主として駆動装置とその制御装置のシステム構成を示したものである。図１に示すシステム構成は後述の第２実施例に対しても殆どそのまま適用することができる。図１において、１はエンジン本体、２はエンジン１のクランク軸、３はクランク軸２の一端に取り付けられたクランクプーリ、４はクランク軸２によって駆動されるオルタネータのような発電機、５は発電機４が発生する電力によって充電されるバッテリー、６はエンジン１によって駆動されるエアコン用のコンプレッサ、７はエンジン１の自動始動装置の一部として設けられた始動用モーター（スターター）を示している。
【００１８】
図１から図７に示した第１実施例の場合は、クランク軸２に直結されて駆動側となるクランクプーリ３と、被駆動側となる補機類の代表として示された発電機４及びエアコン用コンプレッサ６のプーリの他に、スターター７の駆動軸に取り付けられたプーリが、全て１本のベルト８によって連動するようになっており、これら複数個のプーリと１本のベルト８が、常時係合型で若干の可撓性を有する動力伝達機構９を構成している。なお、動力伝達機構９のベルト８は機能的に均等な伝動部品であるチェーン等によって置き換えることができる。また、この場合のスターター７は発電機としても使用することができるものであってもよい。
【００１９】
また、１０は車両の左右の駆動輪、１１はそれらに連結された左右の車軸、１２はエンジン１のクランク軸２から駆動輪１０までの主たる動力伝達系統に設けられた自動変速伝動装置を示している。自動変速伝動装置１２の構造は良く知られているものと同様であって、エンジン１のクランク軸２から動力を受け入れる部分に、ポンプとタービンが対向している流体式のトルクコンバータ１３と、それに続いて複数の歯車列や油圧クラッチ等からなる変速機１４と、この場合は差動歯車列を含む終段減速機１５が設けられている。
【００２０】
自動変速伝動装置１２には、高速の定常走行状態等においてトルクコンバータ１３の流体による動力損失が少なくなるように、トルクコンバータ１３を短絡して直接に機械的に伝動をする直結伝動手段であるロックアップクラッチ１６がトルクコンバータ１３と並列に設けられている。変速機１４は後述の伝動装置制御手段により、任意にニュートラル状態に制御することが可能である。
【００２１】
なお、本発明における自動変速伝動装置１２としては、図１に例示したように流体式のトルクコンバータ１３を備えているものに限らず、エンジンのクランク軸と駆動輪との間の伝動状態を電子的な制御手段によって、少なくとも直結状態と、駆動輪からクランク軸の方向に伝えられるトルクが遮断された状態との２つの状態に制御することができるような構成の自動変速伝動装置であればよい。従って、例えば常時係合型の変速機を内蔵しているような自動変速伝動装置１２においては、電子的な制御手段によって制御可能な電磁クラッチ等の制御クラッチが変速機１４に相当するものの後又は前に直列に連結され、このクラッチによってエンジンのクランク軸２と駆動輪１０との間の伝動状態を直結又は遮断状態に制御する。
【００２２】
図１に示す１７は、エンジン１を自動停止又は再始動させるための指令を送信するエンジン自動停止再始動用の電子式制御装置（ＥＣＵ）であって、この制御装置１７も通常のＥＣＵと同様に、少なくとも１個のマイクロプロセッサと、それに接続されたＲＯＭ及びＲＡＭ等のメモリ類と、クロック装置と、更に入出力ポート等からなっている。そして、本発明特有の機能を生じさせるための指令は、センサやスイッチ等の検出手段から制御装置１７へ入力される信号と、ＲＯＭに設定されたマップ等に基づいて行われる演算によって形成される。そのために制御装置１７には車両やエンジン１の各部に設けられた幾つかの検出手段からエンジン１及び車両の作動状態を示す信号が入力され、演算結果の指令（制御信号）が関連する多数の機器の個々の駆動装置である制御手段に向かって出力される。
【００２３】
図１に例示したシステムにおいては、制御装置１７の指令を受けて目的の装置を駆動する制御手段の１つとして、１８は自動変速伝動装置１２のための制御手段を示している。制御手段１８は油圧制御機構３５に指令を出すことによって自動変速伝動装置１２を制御する。これは通常のものと同様に伝動装置１２の内部の油圧クラッチ等を操作して変速機１４の歯車列の切り換えを行うほか、いつでも制御装置１７からの指令を受け入れて、直結伝動手段であるロックアップクラッチ１６の断続制御を行うことができるもので、直結伝動手段の制御手段を内蔵している。この制御手段は、前述の直列接続の制御クラッチが用いられる場合にはそれを断続させるための手段となる。１９は通常のエンジンＥＣＵとその指令によって作動する駆動装置のようなエンジン本体１の制御手段（Ｅ／Ｇ−ＥＣＵ）を示している。２０は始動用モーター（スターター）７の制御手段であって、その作動によってスターター７にバッテリー５の電力が供給された時は、エンジン１が完全には停止していなくても、スターター７はエンジン１のクランク軸２を駆動して再始動操作を行うことができる。なお、スターター制御手段２０は始動用モーター（スターター）７と共に自動始動装置を構成する。
【００２４】
図１におけるブロック２１は発電機４の発電量の大きさを制御するための制御手段を示している。これによって発電機４の発電量を制御して発電量を大きくした時は、発電機４はブレーキとなってベルト８を介してクランク軸２の回転を抑制することができる。また、クランク軸２のための直接的なブレーキになるものとして、エアコン用のコンプレッサ６を利用することができるので、エアコンを使用する必要がない時でも一時的にコンプレッサ６を作動させると共に、その機械的負荷を大きくしてコンプレッサ６の消費動力を大きくするための制御手段２２が設けられている。これらの制御手段によって、エンジン１のクランク軸２に作用する負荷を一時的に高めることができる。
【００２５】
また、図１には、制御装置１７がそのような制御を行うために必要なエンジン１及び車両の作動状態を示す信号を検出して制御装置１７へ入力するための検出手段が幾つか例示されている。まず２３は車両の加速度及び減速度を検出するための加減速度検出手段であるが、専用のセンサ等を設ける必要はなく、車軸１１等の回転数（回転速度）を計測する通常の車速センサの信号を制御装置１７内で演算処理することによって車両の加速度或いは減速度を求めることができるので、車速センサと制御装置１７の一部が加減速度検出手段２３となる。
【００２６】
２４は車両の運転者が操作する図示しないブレーキペダルの踏み込み量（ブレーキストローク或いはブレーキ踏み込み角度、場合によってはブレーキの踏み込み力の大きさ）を検出するブレーキ踏み込み量検出手段であるが、これは例えばブレーキペダルの回動軸に取り付けられたポテンショメーター（可変抵抗器）のようなものでよい。また、その信号を制御装置１７内で時間微分することによって、ブレーキ踏み込み速度を算出することができる。２５は運転者によるアクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）の検出手段を示している。第１実施例においてはアクセルペダルの踏み込み量を正確に検出する必要はなく、踏み込み量が所定値を越えたかどうかを検出することができれば十分であるから、検出手段２５はアクセルペダルに連動するスイッチ、即ちアクセルスイッチとすることができる。
【００２７】
２６は操舵角検出手段であって、運転者が操作して回転させる図示しないステアリングホイールの操舵角を検出するものであるが、これも操舵角を正確に検出する必要はなく、左右いずれかの方向の操舵角が所定値を越えた時に信号を発生するものであれば十分であるから、ステアリングコラム内にステアリングシャフトが所定の角度だけ回転した時にＯＮとなるスイッチを設けて、これに充当することができる。２７は方向指示器の作動の検出手段であるが、これは方向指示器を点滅させるために運転者が操作する左右一対のウインカースイッチをそのまま使用することができる。即ち、左右のウインカースイッチ２７のいずれかがＯＮとなった時に制御装置１７に電気信号が入力されるように接続すればよい。
【００２８】
２８は車両が走行する路面の傾斜角度を検出する路面傾斜角検出手段２８であって、例えば自由に回動することができる振り子の傾斜角度が所定値を越えた時にＯＮになるスイッチを車両の適所に設けて、この目的に充当することができる。２９は前方車両検出手段であって、前方に他の車両があることを検知することができるだけでなく、それとの間の距離を計測することができるものが望ましい。そのために、例えば自動的に作動する距離測定装置を車両の前方に取り付けてもよい。他の車両との距離を示す信号を制御装置１７内で演算処理することにより相対的な速度が算出される。
【００２９】
更に、通常の車両に搭載されている検出手段であって本発明の目的にも利用可能なものとして、３０は駐車ブレーキの作動状態を検出する検出手段を示す。これは駐車ブレーキが係合状態にある時にＯＮになるようなスイッチであればよいので、通常の車両に設けられたこの種のスイッチをそのままセンサとして制御装置１７に接続すればよい。同じく３１はエンジン１の回転数を検出する検出手段３１であって、例えば、エンジン１がガソリンエンジンのような火花点火機関であれば、単位時間内に発生する点火信号のパルスの数を制御装置１７においてカウントすればエンジン１の回転数が求められるから、これに関連する機器がエンジン回転数の検出手段３１となる。また、３２は電動負圧ポンプであってブレーキシステム３４に連通しており、エンジン１の停止中にブレーキシステム３４を作動させるために必要な負圧を確保するために、制御装置１７の制御の下でバッテリー５によって駆動される。３３は電動油圧ポンプであって、油圧制御機構３５に連通しており、エンジン１の停止中に油圧制御機構３５の作動油圧を確保するために、制御装置１７の制御の下でバッテリー５によって駆動される。なお、エンジン１が回転している時は、ブレーキシステム３４はエンジンの吸気負圧によって作動する。また、油圧制御機構３５の作動油圧は、エンジン１のクランク軸２に取り付けられた図示しない油圧ポンプによって賄われる。
【００３０】
なお、図１には図示していないが、以上の検出手段によって間接的に検出することができる事象であっても、それを直接的に検出するための検出手段として、例えば、ロックアップクラッチ１６の断続状態を直接に検出するセンサ等も必要に応じて設けることができる。また、本発明の制御装置においては、エンジン１への燃料供給を断続制御する制御手段とか、点火装置をＯＮ−ＯＦＦ制御する制御手段なども必要になる。しかし、これらの制御手段によって行われる燃料供給のカット、燃料供給の復帰等の制御は、電子式制御装置１７が通常のエンジン制御手段１９を制御することによって行われるので、これらの制御手段は通常のエンジン制御手段１９の一部に含まれている。
【００３１】
図１に示す第１実施例のエンジン制御装置は以上のような構成を有するので、以下、この装置の作動を、図２のフローチャートに示すメインルーチンの制御プログラムと、図３として各部分の作動状態を経時的に示すタイムチャートを参照しながら詳細に説明する。なお、図５及び図６には、所定の短時間毎に繰り返して実行される図２のメインルーチンプログラムから分岐するサブルーチンの制御プログラムが記載されており、図４には図３の場合とは異なる運転状態におけるタイムチャートが示されている。これらについても逐次説明を加える。
【００３２】
第１実施例の制御装置を搭載している車両が走行中に、運転者によるアクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）が０になり、車速が低下する減速状態に入って、加減速度検出手段２３の検出信号が負の所定値以下となった時、その信号によって電子式制御装置１７がステップ２０１において車両の減速状態を検知する。更に、ステップ２０２において、アクセルペダルの踏み込み量の検出手段であるアクセルスイッチ２５がＯＦＦ状態であることを検知し、アクセルペダルの踏み込みが行われていないことを確認した時は、ステップ２０３に進んで制御装置１７がエンジン制御手段１９を制御して、エンジン本体１に対して燃料カットと燃料復帰禁止を指令する。
【００３３】
それと同時に制御装置１７は伝動装置制御手段１８を制御して、自動変速伝動装置１２のロックアップクラッチ１６（或いは、前述のようにそれに相当する制御クラッチ等）をＯＮ（接続状態）として、燃料の供給をカットされてトルクを発生しなくなったエンジン１のクランク軸２が、駆動輪１０及び車軸１１によって逆に駆動されて回転を続けるようにする。なお、ステップ２０１において減速状態が検知されない場合とか、ステップ２０２においてアクセルペダルの踏み込みが検知された時にはステップ２０１の前に戻って判定を繰り返す。
【００３４】
ステップ２０４においては、ブレーキ踏み込み量検出手段２４の検出信号に基づいて制御装置１７において算出されたブレーキ踏み込み速度が所定値以下であるか否かが判定される。ＮＯ（ブレーキ踏み込み速度が所定値以上）であれば急ブレーキ状態であるから後述のサブルーチンプログラム（図５）へ進むことになるが、通常はＹＥＳであることが多いから、この場合はステップ２０５において再びアクセルスイッチ２５がＯＦＦである（加速操作がなされていない）ことを確認してからステップ２０６へ進み、エンジン回転数の検出手段３１により検出されるクランク軸２の回転数が所定の回転数Ｎlimit の値以上であるか否かが判定される。ステップ２０５においてアクセルスイッチ２５がＯＮであった場合はステップ２１０へ進んで、ロックアップクラッチ１６をＯＦＦ（解放状態）とする。その後、ステップ２１１の判定においてエンジン回転数がＮlimit 以上である（ＹＥＳ）場合には、ステップ２１３へ進んで燃料供給を再開し、それだけでエンジンを再始動させる。ステップ２１１においてエンジン回転数がＮlimit 以下（ＮＯ）である場合にはステップ２１２へ進み、スターター７を駆動した後に燃料供給を再開してエンジン１を再始動させる。そして、ステップ２１４においてエンジン回転数が所定値以上となった時にステップ２１５へ進んで、スターター７の駆動を停止する。
【００３５】
ここでＮlimit というのは次のような意味をもつ所定値である。一般に往復動式のエンジンにおいては回転数が低下して停止する時までに共振域（図３参照）と呼ばれる回転数領域を通過するので、その際にエンジンと車両の車体との共振によって振幅の大きい、乗員にとって不快な振動が発生する。Ｎlimit はこの共振域の最大回転数と、エンジン停止条件が成立してから実際にエンジンの停止制御が開始されるまでの時間遅れの間に見込まれるエンジン回転数の降下量とを加えた回転数のことである。回転数が低下してＮlimit に達した時に、以下の共振域を迅速に通過させる後述のような本発明特有の制御を行うことによって、共振域において発生する振動を軽減することができる。
【００３６】
ステップ２０６においてＹＥＳ（クランク軸２の回転数がＮlimit まで降下していない）と判定された場合は、ステップ２０４の前に戻って判定を繰り返す。燃料カットの状態で減速が進むと共にクランク軸２の回転数も低下して、ステップ２０６においてＮＯ（回転数がＮlimit を過ぎて共振域に近づいた）と判定された時、もし運転者が車両を停車させるために減速を続けているのであればクランク軸２と車軸１１との間の連動を遮断すると共に、エンジン１を迅速に停止させて共振による不快な振動の発生を防止する。
【００３７】
しかし、一時的に減速はしたが、現在は運転者が更に車両の走行を続けようとしているのであれば、燃料の供給を再開してエンジンの回転数を高めることにより振動の発生を避けると共に、再加速に即応することができるように準備することが望ましい。そこで、第１実施例の制御装置１７においては、運転者が車両を停車させようとしているのか、それとも走行を続けようとしているのかということをブレーキの踏み込み量の大きさに基づいて予測して、その予測に従って以後の制御を行うように設定されている点に特徴がある。
【００３８】
即ち、ステップ２０７においてはブレーキの踏み込み量が第１の所定値（この場合はエンジン回転停止閾値Ｓ1 ）以上であるか否かを判定する。この第１の所定値とは、運転者が車両を停止させる場合に踏み込むと予想される値であって、例えば、アクセルペダルが踏まれていない時に発生するクリープトルクを制動することができる値として設定される。そして、ＹＥＳ（所定値以上）であれば運転者が車両を停車させようとしているとものと予測してステップ２０８へ進み、その時までに、後述のような別のサブルーチンプログラム（図６）により、予め所定の項目について判定を行うことによって設定されているエンジン回転停止許可フラグＦNeStopを参照する。許可フラグが１であれば、その状態でエンジンの回転を停止させて、更に車両を停車させても問題を生じないので、これもまた後述のエンジン回転停止処理のためのサブルーチンプログラム（図７）を実行してエンジン１を迅速に停止させる。なお、このエンジン回転の停止処理は、本発明に言うエンジン自動停止に相当する。
【００３９】
エンジン１の回転停止処理を行った後のステップ２０９においてはブレーキの踏み込み量が第２の所定値（この場合はエンジン再始動閾値Ｓ1 ）以下であるか否かを判定する。この第２の所定値Ｓ2 は、第１の所定値Ｓ1 と同じか、若しくはそれよりも小さい値として設定されている。判定がＮＯ（ブレーキの踏み込み量が第２の所定値Ｓ2 以上）であれば、エンジン１の回転停止処理が実行された後も運転者は停車の意思を変えていないことになるから、再びステップ２０８へ戻って判定とエンジン回転停止処理を断続してエンジン１を完全に停止させるか、或いは停止状態を維持させる。このような作動が図３のタイムチャートでは実線によって示されている。ここで、例えば駐車ブレーキの作動状態検出手段３０によって制御装置１７が駐車状態を確認すると、それ以後にブレーキの踏み込み量が減少しても制御装置１７は自動的な燃料復帰や再始動等の制御を行わない。
【００４０】
これと異なって、ステップ２０５においてアクセルスイッチ２５がＯＮ、即ち運転者がアクセルペダルを踏んでいるという場合は勿論のことであるが、ステップ２０７の判定において、ブレーキの踏み込み量が第１の所定値Ｓ1 以下（ＮＯ）となった場合は、運転者の意思が車両の停車から走行の継続或いは再加速に転じたものと考えられる。エンジン回転停止処理を行った後のステップ２０９における判定がＹＥＳ（ブレーキ踏み込み量が第２の所定値Ｓ2 以下）となった場合も、車両を停車させようとしていた運転者の意思が変化して、再加速することになったものと考えられる。そこで第１実施例の制御装置１７の図２に示す制御においては、再加速が予測されるこれらいずれの場合でも、再びエンジン１に燃料を供給すると共に再始動を行って回転数を上昇させるためにＡからＢまでのステップへ進む。なお、エンジン回転数が零まで低下する前に、ステップ２０９における判定がＹＥＳとなることによってステップ２１０へ進む場合には、それに先立って行われたエンジン回転停止処理によって後述のように補機の負荷が大きく設定されたままになっているので、ステップ２１６において補機の負荷を通常状態に復帰させておく。
【００４１】
ステップ２１０へ進むと、制御装置１７は伝動装置制御手段１８を介してロックアップクラッチ１６（或いはそれに代わる手段）を直ちにＯＦＦとして、車軸１１によるクランク軸２の回転維持を中止し、クランク軸２が自由に回転をすることができるようにする。それと同時に伝動装置制御手段１８による自動変速伝動装置１２の変速機１４の制御も通常の制御モードに復帰させる。そして、ステップ２１１において、その時のエンジン回転数が一定値Ｎlimit よりも大きいか否かが判定される。大きくない（ＮＯ）時は、ステップ２１２において制御装置１７はスターター制御手段２０によってスターター７を起動し、ベルト８を介してクランク軸２を回転駆動し、ステップ２１３においてエンジン制御手段１９によって燃料の供給を再開させることによりエンジン１を再始動する。このような作動も図３において実線によって示されている。ステップ２１１の判定においてエンジン回転数がＮlimit 以上（ＹＥＳ）である場合は、スターター７を駆動しないで燃料の供給を再開するだけでエンジン１の再始動を行う。この作動は後述の図４のタイムチャートに示されているものと同様である。
【００４２】
図３において破線によって示されている作動は、エンジンの回転数が０になる前に所定値Ｎlimit 以下まで降下した時に、前述のように運転者の意思が再加速に転じた場合を示している。再加速の意思は運転者が実際にアクセルペダルを踏み込む前に、ブレーキ踏み込み量を減少させた時に制御装置１７によって予測される。その時点において再加速の準備を開始することにより再加速を迅速に、応答性の高い状態で実行することができる。
【００４３】
第１実施例の制御装置１７においてはクランク軸２の回転数が０になった時は勿論、クランク軸２の回転数がＮlimit 以下の状態でも、再加速が予測される時にはスターター７を駆動して再始動の制御を行うようになっている。制御装置１７が再始動の制御を開始した時点から実際にスターター７が回転を開始する時までには僅かな時間遅れがあるが、Ｎlimit が共振域の最大回転数よりも若干大きくなっているので、クランク軸２の回転数が共振域まで降下した時にはスターター７によって回転数が再び上昇し始めるから、共振による不快な振動の発生を避けることができる。このように、エンジン１が完全に停止する前に再始動を開始させるために、スターター７の回転軸を動力伝達機構９を介して常時駆動可能にクランク軸２に連結するように構成する。
【００４４】
以上の説明における車両の再加速は、ブレーキ踏み込み量が第１の所定値Ｓ1 以上になることによって、運転者が車両を停車させようとしていると制御装置１７によって予測された場合であって、しかもエンジン１のクランク軸２の回転数が完全に０になった後か、或いは回転数がＮlimit 以下まで降下して行く途中で運転者の意思が再加速に転じた場合に、運転者によってアクセルペダルが踏み込まれる前の、ブレーキ踏み込み量から再加速が予測された時点においてエンジン１を再始動し、クランク軸２の回転数を上昇に転じさせることによって、再加速の操作に迅速に応答することができるように備えるものであるが、運転者のブレーキ踏み込み量が第１の所定値Ｓ1 以下である場合に、第１実施例の制御装置１７が行う制御による各部の作動状態が図４のタイムチャートに示されている。
【００４５】
図４に示すように、車両の減速中であっても運転者のブレーキ踏み込み量が第１の所定値Ｓ1 以下である場合には、制御装置１７は運転者には車両を停車させる意思がなく、いずれ再加速が行われるものと予測する。この場合でも前述の場合と同様に、図２に示すフローチャートのステップ２０１において車両の加減速度検出手段２３の信号によって車両の減速状態が検出されると共に、ステップ２０２においてアクセルスイッチ２５がＯＦＦ（アクセルペダルの踏み込み量であるアクセル開度が０）であることが検出された時に燃料カットとロックアップクラッチ１６の係合が行われることにより、車速とエンジンの回転数が徐々に低下する過程にあるが、ブレーキの踏み込み量が第１の所定値Ｓ1 よりも小さいことを制御装置１７がブレーキ踏み込み量検出手段２４の信号から検知した場合は、エンジンの回転数がＮlimit まで低下した時に、ロックアップクラッチ１６をＯＦＦ（解放）にすると共に燃料の供給を再開させる。
【００４６】
このように、ブレーキの踏み込み量によって再加速が予測される時は、エンジン１の回転数が共振域に入るほど低下する前にロックアップクラッチ１６の解放と燃料復帰を行って、エンジンの回転数を少なくともＮlimit 以上の、例えばアイドル回転数に維持する。それによって、燃料の浪費を避けながらも不快な振動の発生を防止し、更に再加速の操作が行われた時に迅速に応答して直ちにエンジンの回転数を上昇させることができる。なお、この場合はエンジンの回転数がさほど低下していないので、ステップ２１２におけるスターター７による再始動操作は不要である。
【００４７】
ここで、第１実施例の制御装置１７の制御のルーチンプログラムを示す図２のフローチャートの説明において説明を後回しにした３つの事項、即ち、ステップ２０４においてＹＥＳと判定された場合に移行するエンジンストールの防止処理の詳細と、ステップ２０８の判定において参照されるエンジン回転停止許可フラグＦNeStopの設定と、それが１である時に実行されるエンジン回転停止処理の詳細について順次に説明する。
【００４８】
まず、図２のステップ２０４において、ＮＯ（ブレーキ踏み込み速度が所定値以上）という判定が出た場合、即ち、運転者が急ブレーキをかけた場合について説明する。前述のように、第１実施例の制御装置１７は、車両の減速状態において燃料カットを行うと共にロックアップクラッチ１６を係合することによってクランク軸２と駆動輪１０とを連動させているので、この状態で急ブレーキをかけると、駆動輪１０と共にクランク軸２の回転数が急激に低下してエンジンストールを起こし易い。従って、この場合は図５に示すようなサブルーチンプログラムへ移行して、制御装置１７が特別の制御を行う。
【００４９】
即ち、ブレーキ踏み込み速度が大きいために第１実施例の制御装置１７が図５に示すエンジンストールの防止処理へ移行すると、まずステップ５０１において加減速度検出手段２３の信号から検知される車両の減速度の絶対値が所定値よりも大きいか否かを判定する。減速度が所定値よりも大きい（ＹＥＳ）時はステップ５０２へ進み、ロックアップクラッチ１６を解放すると共にエンジン制御手段１９によって燃料の供給を再開させる。更にステップ５０３へ進んでスターター制御手段２０によってスターター７を駆動し、クランク軸２を回転させて再始動の操作をも行う。それによってエンジン１の回転数が所定値以上に回復したか否かがステップ５０４において判定される。回転数が回復していない（ＮＯ）場合は判定を繰り返す。エンジンの回転数が所定値以上に回復した時（ＹＥＳ）はステップ５０５へ進んでスターター７の駆動を停止させて、再び図２のメインルーチンプログラムへ戻り、ステップ２０５へ進む。もっとも、このような制御を行う時にエンジンの回転数が未だ十分に高くて、ステップ５０４の判定が始めからＹＥＳとなるような場合にはスターター７は実質的な仕事をしない。第１実施例の制御装置１７はこのような制御を行うので、急ブレーキ状態でもエンジンストールを確実に防止することができる。
【００５０】
次に、図２に示すフローチャートのステップ２０８において参照されるエンジン回転停止許可フラグＦNeStopを設定するためのサブルーチンプログラムについて、図６を参照して説明する。図６のプログラムは制御装置１７によって所定の短時間毎にメインルーチンプログラムのステップ２０８の前に割り込んで実行される。このプログラムが実行される時、制御装置１７は、まずステップ６０１において方向指示器の作動の検出手段としての左右のウインカースイッチ２７のいずれかがＯＮになっているか否かを判定する。ＯＮになっていない時はステップ６０２へ進んで、操舵角検出手段２６の信号が存在するか否かによって運転者がステアリングホイールを操作しているか否かを判定する。
【００５１】
これもまたＮＯ（操作していない）であればステップ６０３に進み、路面傾斜角検出手段２８の信号を参照して、車両が上り坂にあるか否かが判定される。これもまたＮＯ（傾斜角が所定値以下）であれば、ステップ６０４に進んで、前方車両検出手段２９の信号によって、前方の所定の距離以内に他の車両が存在するか否かを判定する。これもまたＮＯ（存在しない）である時に、ステップ６０５へ進んで許可フラグＦNeStopを１とする。つまり、車両が走行の方向を変えつつある時や、大きな上り坂にさしかかっている時は車両が操縦の自由度を十分に残している必要があるので、このような状態でエンジンの回転を停止させると危険が生じる可能性があるためである。また、自動的に行われるとは言っても渋滞のような状態で頻繁にエンジンの停止と再始動が繰り返されると運転者にとって煩わしく感じられるので、懸念される問題が存在しない時に限ってエンジン回転停止許可フラグＦNeStopを１とするのである。
【００５２】
従って、車両が減速状態にあってアクセル開度も０であるというような条件が揃っていても、ステップ６０１から６０３までのいずれか１つにおける判定結果がＹＥＳであれば、つまり、車両が走行方向を変更中であるとか、大きな上り坂にさしかかっている場合には、安全のために図６のステップ６０７へ進んで許可フラグＦNeStopを０としてエンジン回転の停止を禁止する。なお、ステップ６０４の判定がＹＥＳの場合には、前方の近い位置に他の車両がいるが、この場合は一律に許可フラグＦNeStopを０とはしないで、制御装置１７がステップ６０６の判定を行い、前方の他の車両との間の距離と自らの走行速度等に基づいて他の車両との相対速度を計算し、この相対速度が所定速度よりも高くて、前方車両に続いて加速をするものと予測される場合（ＹＥＳ）にはステップ６０７へ進んで、例外的に許可フラグＦNeStopを０とする。従って、この場合は前方の他の車両が赤信号のために停車しているというように、相対速度が所定速度よりも小さい場合（ＮＯ）にのみ、前方の車両に続いて本車両も停止することになると予測して、ステップ６０５へ進んで許可フラグＦNeStopを１とする。このようにして、不必要なエンジン停止を減少させて運転者の不快感を軽減する。
【００５３】
更に、図２に示すステップ２０８の判定において、エンジン回転停止許可フラグＦNeStopが１である時（ＹＥＳ）にはエンジン回転の停止が許可されているので、以下のステップにおいてエンジン１の回転停止を実行することになるが、エンジン回転停止処理の手順も１つのサブルーチンプログラムとして図７に詳細に示されている。制御装置１７がエンジン１の回転停止制御に入ると、まずステップ７０１においてエンジン１の回転数が現在０であるか否かを判定する。エンジン１が少しでも回転している間は判定がＮＯであるから、次のステップ７０２へ進んで、係合していたロックアップクラッチ１６を非係合（ＯＦＦ）とし、変速機１４をニュートラル状態としてクランク軸２と車軸１１の連動を遮断する。
【００５４】
次にステップ７０３に進んで補機の負荷を可及的に大きく設定する。これは、エンジン１の負荷をできるだけ大きくしてクランク軸２を迅速に停止させることにより、前述の共振域を短時間内に通過させて、不快な振動の発生を抑制するためである。その補機の代表として図１にはエアコン用のコンプレッサ６が示されている。従って、この場合はエアコンを使用する必要がない時でも、制御装置１７はコンプレッサ負荷制御手段２２によってコンプレッサ６を一時的に作動させると共に、その機械的な負荷を大きくしてコンプレッサ６をクランク軸２のブレーキとする。同様な目的において、発電機負荷制御手段２１を作動させて、例えば、発電機４の発電量を大きくして、一時的に機械的負荷を大きくすることにより、発電機４をクランク軸２のブレーキとして利用する。
【００５５】
ステップ７０３においては、既に実行中の手段以外にエンジン回転を停止させるために役立つ手段があればそれも作動させる。例えば、エンジン１のクランク軸２に特別の制動装置を設けておいて、この時期に制御装置１７によって短時間だけそれを作動させてもよい。このようにして、エンジン回転の停止処理が実行されるのでクランク軸２が迅速に停止し、その間に不快な振動の発生が抑制される。ステップ７０１においてエンジン１が停止した（ＹＥＳ）と判定された時はステップ７０４へ進み、一時的に増加させた補機の負荷などを取り除き、通常の制御状態に復帰させてからメインルーチンプログラムへ戻る。また、この実施例においては、エンジン１の自動停止中に制御装置１７の指令により電動負圧ポンプ３２と電動油圧ポンプ３３がバッテリー５によって駆動されて、ブレーキシステムの作動のために必要な大きさの負圧と、油圧制御機構３５の作動のために必要な大きさの油圧を確保することができる。それによって、エンジン１の停止中においても、それぞれを適切に作動させることができる。
【００５６】
このように、本発明の自動停止再始動制御装置は、基本的に車両の減速状態においては燃料カットを行って燃料の浪費を避けると共に、エンジンのクランク軸と車軸とを連結して、車両が完全に停車する少し前まで車軸の回転によってエンジンの回転を維持する。この場合、前述の第１実施例の自動停止再始動制御装置においては、運転者によるブレーキの踏み込み量が第１の所定値Ｓ1 以上の時に、ブレーキ踏み込み速度が高い急ブレーキの場合を除いて、運転者が車両を停車させるものと予測してエンジン回転の迅速な停止処理を行う。その過程において、或いは回転の停止後にブレーキの踏み込み量が減少して第２の所定値Ｓ2 以下になった時は、運転者が車両を再加速させるものと予測して燃料の供給を再開し、車軸によるクランク軸の拘束を解き、スターターを作動させて、エンジンを所定の回転数以上で回転させる。また、減速時に燃料カットを行っていても、始めからブレーキの踏み込み量が第１の所定値Ｓ1 以下である場合には再加速が行われるものと予測して、エンジンの回転数が共振域まで降下する前に燃料の供給を再開し、車軸によるクランク軸の拘束を解く。この時はスターターを作動させない。
【００５７】
次に、図８から図１０を用いて本発明のエンジンの自動停止再始動制御装置の第２実施例について説明する。第２実施例の制御装置の特徴は、前述の第１実施例の場合と比べて制御の手順が一部異なる点にある。図２に示す第１実施例のメインルーチンプログラムにおいて、ステップ２０１からステップ２１０までの処理については第２実施例においても制御装置１７によって同じ処理を実行する。図１に示すシステム全体の構成もそのまま使用することができる。第２実施例の制御の特徴とする部分を示すために、図２に示すフローチャートのＡとＢの間の部分の処理に代わる第２実施例の処理を図８に示す。ステップ８１０そのものは図２のステップ２１０と同じであり、ステップ８１３及び８１４もそれぞれ図２のステップ２１２及び２１３と同じである。
【００５８】
図２に示すステップ２０９においては、ブレーキの踏み込み量が第２の所定値Ｓ2 以下であるか否かが判定され、ＹＥＳ（ブレーキ踏み込み量が第２の所定値Ｓ2 以下）となった場合、制御装置１７は、車両を停車させようとしていた運転者の意思が変化して再加速するものと予測する。そしてＡからＢまでのステップへ進み、ステップ２１０においてロックアップクラッチ１６を解放し、自動変速伝動装置１２の変速機１４を通常の制御に戻すが、この点は第２実施例においてもステップ８１０において同様な処理を行う。その後、再びエンジン１に燃料を供給してクランク軸２の回転数を上昇させるが、その際に第１実施例においては、エンジンの回転数が一定値Ｎlimit 以下であればスターター７を作動させる。
【００５９】
これに対して第２実施例の制御装置１７においては、まずステップ８１１において所定値Ｎcrank を設定する。Ｎcrank というのは、再加速を予測して燃料の供給を再開した時にスターター７を作動させるか否かをエンジン回転数によって決定するための閾値となるものである。Ｎcrank は、エンジン回転数の低下速度や冷却水の温度等をパラメータとして図９の線図に示すように予めマップ化されて、制御装置１７内のＲＯＭに内蔵されている。従って、図９の場合はその時のエンジン回転数の低下速度と冷却水温を与えるとＮcrank の値が決まる。エンジンを燃料供給停止状態から稼働状態へ復帰させる際に、エンジンの負荷状態及び暖機状態によってはスターターを用いなくても、燃料の供給を再開しただけで、クランク軸の回転慣性力によってエンジンが始動可能である場合も多い。従って、Ｎcrank は各負荷条件や暖機条件においてスターターを使用しないでエンジンを始動させることができる最高回転数を示している。図８のステップ８１２においては、その時のエンジン回転数が、選択されたＮcrank の値よりも大きいか否かが判定される。大きくない（ＮＯ）時は、ステップ８１３においてスターター７を作動させるが、大きい（ＹＥＳ）時はスターター７を作動させない。それによってスターター７を作動させる回数を低減させることができる。その後は、いずれの場合もステップ８１４へ進んで燃料の供給を再開する。
【００６０】
第２実施例の制御装置１７による制御のタイムチャートが図１０に示されている。第２実施例の場合も、アクセル開度が０になって車両が減速状態となった時に、燃料カットとロックアップクラッチ１６の係合を行うことは第１実施例の場合と同じであるが、運転者がブレーキを全く作動させることなしに、車速が自然に低下すると共にエンジンの回転数も低下して、共振域に入る手前のＮlimit に近づいた時に、運転者がアクセルペダルを踏み込むことによって明確に再加速の意思を示したような場合に、それに応答してエンジン１を再始動する時に、エンジン１の現在の回転数を所定値Ｎcrank と比較して、スターター７を使用するか否かを決定する点に特徴がある。
【００６１】
即ち、運転者がアクセルペダルを踏み込んでアクセル開度が大きくなった時のエンジン１の回転数がＮcrank よりも大きい場合は、単に燃料の供給を再開すると共にロックアップクラッチ１６を非係合とするだけで再加速を行うが、図１０に破線の線図として示すように、エンジン１の回転数がＮcrank 以下まで低下していた場合は、スターター７を作動させて再始動及び再加速を行う点に特徴がある。言うまでもなく、このような作動を行うためには、スターター７がクランク軸２を常時駆動可能となっていて、クランク軸２の回転中でも再始動を行うことができるように構成されていることが前提になる。なお、図１０に示すタイムチャートの例に限らず、燃料供給の停止状態からエンジン稼働の状態へ移行する場合には同様の判定が行われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の自動停止再始動制御装置を示すシステム構成図である。
【図２】第１実施例の制御装置の制御作動を示すメインルーチンプログラムのフローチャートである。
【図３】第１実施例の１つの制御モードを例示するタイムチャートである。
【図４】第１実施例の他の制御モードを例示するタイムチャートである。
【図５】図２のメインルーチンプログラムから分岐するエンジンストール防止処理のためのサブルーチンプログラムを示すフローチャートである。
【図６】図２のメインルーチンプログラムにおけるフラグを設定するためのサブルーチンプログラムを示すフローチャートである。
【図７】図２のメインルーチンプログラムにおけるエンジン回転停止処理のためのサブルーチンプログラムを示すフローチャートである。
【図８】第２実施例の制御装置の制御プログラムを示すフローチャートである。
【図９】第２実施例において始動用モーターを使用するか否かを決定するための所定値を設定する際に使用されるマップの内容を例示する線図である。
【図１０】第２実施例の１つの制御モードを例示するタイムチャートである。
【符号の説明】
１…エンジン本体
２…クランク軸
４…発電機
５…バッテリー
６…エアコン用のコンプレッサ
７…始動用モーター（スターター）
８…ベルト
９…動力伝達機構
１０…駆動輪
１１…車軸
１２…自動変速伝動装置
１３…トルクコンバータ
１４…変速機
１６…ロックアップクラッチ
１７…電子式制御装置
１８…伝動装置制御手段
１９…エンジン制御手段
２０…スターター制御手段
２１…発電機負荷制御手段
２２…コンプレッサ負荷制御手段
２３…加減速度検出手段
２４…ブレーキ踏み込み量検出手段
２５…アクセルペダル踏み込み量の検出手段（アクセルスイッチ）
２６…操舵角検出手段
２７…方向指示器の作動の検出手段（ウインカースイッチ）
２８…路面傾斜角検出手段
２９…前方車両検出手段
３０…駐車ブレーキの作動状態検出手段
３１…エンジン回転数の検出手段
３２…電動負圧ポンプ
３３…電動油圧ポンプ
３４…ブレーキシステム
３５…自動変速伝動装置の油圧制御機構

Claims (2)

1. エンジンのクランク軸と駆動輪との間の伝動状態を電子的な制御手段によって少なくとも直結状態に制御することができるような構成の自動変速伝動装置に用いられるエンジン制御装置において、該エンジン制御装置が、
   車両に搭載された走行用のエンジンを所定の条件が成立した時に自動的に停止させる電子式エンジン自動停止再始動制御手段と、
   エンジンへの燃料供給を制御する燃料供給制御手段と、
   前記自動変速伝動装置のための伝動装置制御手段と、
   前記車両に設けられたブレーキの踏み込み量を検出するブレーキ踏み込み量検出手段と、
   検出されたブレーキの踏み込み量が所定値よりも大きいか否かを判断するブレーキ踏み込み量判断手段と、
   前記車両に設けられたアクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセル踏み込み量検出手段と、
   前記車両の減速状態を検出する減速状態検出手段とを備えていて、
   前記アクセル踏み込み量検出手段及び前記減速状態検出手段が、運転者の前記アクセルペダルの踏み込み量が０で、車速が低下する減速状態を検出したときに、前記燃料供給制御手段に燃料カットと燃料復帰禁止指令をだし、
   このとき、前記伝動装置制御手段により、前記自動変速伝動装置のエンジンの前記クランク軸と前記駆動輪との間の伝動状態を直結状態として、燃料の供給をカットされてトルクを発生しなくなったエンジンの前記クランク軸が、前記駆動輪及び車軸によって逆に駆動されて回転を続けるようにすると共に、
   この状況において、前記ブレーキ踏み込み量判断手段によって、前記ブレーキの踏み込み量が所定値以上とされたら、エンジンを停止するように前記電子式エンジン自動停止再始動制御手段によって制御されることを特徴とするエンジン制御装置。
2. 前記自動変速伝動装置のエンジンの前記クランク軸と前記駆動輪との間の伝動状態の直結状態とは、前記自動変速伝動装置のトルクコンバータに設けられたロックアップクラッチを係合させることにより、直結されることを特徴とする請求項１に記載のエンジン制御装置。

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